Как мы вернулись к индивиду
Как мы вернулись к индивиду
Если вам посчастливится попасть на встречу биологов-эволюционистов где-нибудь в Америке, вы, возможно, заметите высокого седоусого улыбчивого человека, удивительно напоминающего Авраама Линкольна и обычно стоящего за спинами толпы с довольно растерянным видом. Он, вероятно, будет окружен почитателями, ловящими каждое его слово — хотя человек он молчаливый. По комнате пройдет шепот: «Джордж пришел». По реакции людей вы почувствуете, что присутствует мировая знаменитость.
Речь о Джоржде Уильямсе (George Williams), большую часть своей карьеры проведшем в качестве тихого книжного профессора биологии в Государственном университете Нью-Йорка в Стоуни-Брук на Лонг-Айленде. Он не поставил никаких удивительных экспериментов, не сделал никакого выдающегося открытия. Тем не менее он — предтеча революции в эволюционной биологии. Почти дарвиновского размаха. В 1966 году, раздраженный успехом Уинна-Эдвардса и других приверженцев группового отбора, он провел летние каникулы за написанием книги о том, как, по его мнению, на самом деле происходит эволюция. В результате, труд «Адаптация и естественный отбор» превалирует в эволюционной биологии до сих пор. Уильямс сделал для этой науки то же, что Адам Смит для экономики: объяснил, как коллективные эффекты могут вытекать из эгоистичных действий отдельных индивидов{23}.
Он вытащил на свет логические неувязки в концепции группового отбора во всей их беспомощной наготе. Эволюционисты, остававшиеся верными концепции индивидуального отбора — такие как сэр Рональд Фишер, Дж. Б. С. Холдейн (J. B. S. Haldane) и Сьюэл Райт (Sewall Wright), — были реабилитированы{24}. И, напротив, научные позиции путавших вид и особь — например, Джулиана Хаксли (Julian Huxley){25} — серьезно пошатнулись. В течение нескольких лет после выхода книги Уильямса концепция Уинна-Эдвардса была полностью сокрушена, и почти все биологи сошлись на: том, что ни одно существо не может выработать способность помогать своему виду за счет собственных интересов. Оно может действовать себе во вред только тогда, когда сталкиваются два разных личных интереса.
Этот безжалостный вывод многих расстроил. Экономисты как раз собрались прививать населению альтруистические идеалы, которые должны были заставить людей платить высокие налоги ради поддержания общего благополучия. Они-то думали, что общество можно построить на присущей нам альтруистической природе. И вдруг биологи пришли к ровно противоположному выводу, нарисовав суровый мир, в котором ни одно животное никогда не приносит свои амбиции на алтарь нужд коллектива или группы. Крокодилы съедают детенышей других крокодилов, даже если вид находится на грани вымирания.
Но Уильямс говорил не об этом. Он отлично понимал, что отдельные животные часто сотрудничают друг с другом и что человеческое общество — не царство жестокого беззакония. Однако он обратил внимание на то, что кооперация почти всегда происходит между близкими родственниками: между матерями и детьми, между рабочими пчелами и маткой (они являются сестрами) и т. п. Либо же она возникает тогда, когда сразу или через небольшое время приносит индивиду пользу. Исключений очень мало: если эгоизм выгоднее, чем альтруизм, то эгоистичные индивиды оставляют больше потомства, а альтруисты неизбежно вымирают. Помогая своим родственникам, последние помогают тем, кто несет часть общих с ними генов, включая и те гены, которые заставляют их быть альтруистами. Поэтому такие гены распространяются внутри вида{26} без какого-либо осознанного намерения со стороны отдельных особей.
Уильямс понимал, что из этого правила есть одно труднообъяснимое исключение: половое размножение. Теория викария из Брэя, традиционно объясняющая его преимущества, лежит в русле теории группового отбора. В процессе скрещивания особь должна делиться своими генами с другой особью из соображений пользы для вида: если бы она этого не делала, вид бы не совершенствовался и через несколько сотен тысяч лет мог бы быть вытеснен другим видом, у которого половое размножение есть. Согласно этой концепции, виды с половым размножением приспособлены лучше, чем бесполые.
А особи с половым размножением — лучше ли они приспособлены, чем бесполые? Если нет, то концепция Уильямса не может объяснить существование полового размножения. И тогда либо что-то не так с этой идеей (о том, что все организмы «эгоистичны»), и настоящий альтруизм все-таки может возникнуть, либо у существования полового размножения должно быть еще какое-то объяснение, помимо традиционного, альтруистического. Но чем больше Уильямс и его сторонники думали, тем меньше понимали, какую пользу отдельной особи оно, такое полезное для вида в целом, приносит.
В это же время исследователь Майкл Гизелин (Michael Ghiselin) из Калифорнийской Академии наук (Сан-Франциско) штудировал труды Дарвина. И его удивило, с какой категоричностью последний настаивает на том, что борьба за существование происходит между индивидами, а не между группами. И сам он тоже заметил: половое размножение является исключением из этого правила. Как может ген полового размножения распространиться в популяции и вытеснить ген бесполого? Допустим, все представители вида размножаются бесполо, но в один прекрасный день какая-то пара «изобретает» половой вариант. Какое преимущество он может ей принести? Если никакого, то почему половое размножение настолько распространено? По идее, оно, наоборот, должно создавать трудности, ибо, в отличие от бесполых форм, половые должны тратить время на поиски партнера, а один из них — самец — не произведет детей вообще{27} [14].
Джон Мэйнард Смит, бывший инженер, а ныне генетик в университете Сассекса (Англия), человек проникновенного ума, ученик великого неодарвиниста Дж. Б. С. Холдейна, ответил на вопрос Гизелина, так и не разрешив, однако, дилемму. Он доказал, что при половом размножении в каждом потомке оказывается вдвое меньше генов родителя, чем при бесполом, поэтому либо «ген полового размножения» должен был исчезнуть сразу же по возникновении, либо он должен был удваивать число выживающих потомков своего носителя — что звучало абсурдно. «Возьмем вид, размножающийся исключительно половым путем, — сказал Мэйнард Смит, выворачивая мысль Гизелина наизнанку. — Представим себе, что одна особь однажды решает отказаться от скрещивания и вложить в детей только свои гены, не используя партнерские. В этом случае в каждом своем потомке в следующее поколение она передает в два раза больше генов, чем ее конкуренты. Таким образом, она, несомненно, получит огромное преимущество и вскоре окажется единоличным родоначальником всего вида»{28}.
Представим себе доисторическую пещеру, в которой живут двое мужчин и две женщины, одна из которых умеет размножаться партеногенетически — рождать детей без оплодотворения. И однажды эта женщина рожает «бесполым путем» девочку, являющуюся ее точной копией. Генетические механизмы, которые встречаются в природе и обеспечивают такое бесполое зачатие, довольно разнообразны (например, в процессе т. н. автомиксиса яйцеклетка оплодотворяется другой яйцеклеткой). Через пару лет эта пещерная женщина рожает еще одну дочь — тем же способом. Ее сестра тем временем родила сына и дочь обычным путем. Теперь в пещере живут 8 человек. Затем три девушки младшего поколения (две — партеногены, одна — «обычная») рожают по два ребенка каждая, а первое поколение вымирает. Теперь в пещере живут 10 человек, но партеногенов из них — целых пятеро. За два поколения доля особей, несущих ген партеногенеза, выросла от четверти до половины популяции. Совсем скоро мужчины здесь вымрут.
Именно это Уильямс и назвал «платой за мейоз», а Мэйнард-Смит — «платой за самцов»: размножающиеся половым путем пещерные люди обречены, потому что половина из них — мужчины, а они не производят потомства. Правда, мужчины иногда помогают выращивать детей — приносят шерстистых носорогов на ужин и т. п. Но даже это не спасло бы их от вымирания. Даже если бы бесполые женщины рожали ребенка лишь после сексуального контакта — чтобы заставить мужчину думать, будто он отец ребенка. Опять же, подобные примеры существуют: у некоторых растений зерна образуются только после оплодотворения пыльцой родственного вида, но они не получает генов из этой пыльцы — это называется псевдогамией{29}. В таком случае мужчины в пещере не поймут, что их ожидает генетическое вытеснение, и будут обращаются с потомками-партеногенами как со своими собственными дочерьми, принося шерстистую носорожатину так же, как они бы это делали для своих детей[15].
Этот мысленный эксперимент иллюстрирует огромное преимущество, которое дает ген бесполого размножения[16]. Данное рассуждение заставило Мэйнарда Смита, Гизелина и Уильямса задуматься о преимуществах полового размножения — особенно, если учесть, что все поголовно млекопитающие и птицы, большая часть беспозвоночных, растений и грибов, а также многие простейшие размножаются именно подобным образом.
Тем, кто думает, что мы завели разговор о «плате» только чтобы показать, какими мы стали циничными, а также тем, кого не убедила наша логика, предлагаю следующее умственное упражнение: объясните мне существование колибри. Не то, как функционирует их организм, а то, почему они вообще существуют.
Колибри питаются нектаром, который цветы производят специально для них. Нектар — это в чистом виде взятка, которую растение вырабатывает из с таким трудом добываемого сахара. Оно попросту отдает его птицам — только для того, чтобы те никогда не относили пыльцу на растения других видов. Чтобы «заняться любовью», цветок должен своим нектаром подкупить опылителя — это плата за поиск партнера. Если бы «секс» был бесплатным, не было бы никаких колибри{30}.
Чтобы как-то выкрутиться из сложившейся ситуации, Уильямс предположил, что для таких животных, как мы, практические трудности при вытеснении полового размножения бесполым оказались бы просто-напросто непреодолимыми. Переход от первого ко второму действительно принес бы пользу, но этого слишком трудно достичь. Примерно в те же самые годы социобиологи угодили в капкан «адаптационистских» объяснений — «сказок просто так»[17], как окрестил их Стивен Джей Гоулд (Stephen Jay Gould) из Гарварда. Он говорил, что иногда вещи происходят так, как они происходят, без какой-то специальной цели — лишь в силу сложившихся обстоятельств. Собственный пример Гоулда — треугольное пространство между двумя арками собора, стоящими (в плане) под прямым углом друг к другу, которое называется «пазухой свода» (spandrel), и у которого нет никакой специальной функции. Это — побочный продукт установки купола на четыре арки. Пазухи свода между арками базилики Святого Марка в Венеции находятся там, где они находятся, не потому, что кому-то захотелось расположить их именно в тех местах. Они там потому, что невозможно поставить две арки рядом и не создать между ними свободного пространства. Человеческий подбородок, вероятно, — такая же «пазуха свода»: у него нет функции, но он — неизбежное следствие наличия челюстей. Точно так же, красный цвет крови, несомненно — фотохимическая случайность, а не «запланированная» особенность. Возможно, половое размножение — тоже «пазуха свода», эволюционный реликт того времени, когда оно служило какой-то цели. Как и подбородки, маленькие пальцы ног или аппендиксы, оно больше не ни для чего не предназначено, но от него оказалось нелегко избавиться{31}.
Впрочем, случайность в качестве причины возникновения полового размножения неубедительна: слишком уж немногие животные и растения полностью от него отказались или редко используют. Посмотрите на обыкновенную лужайку. Трава, пока вы ее стрижете, никогда не размножается половым путем — но стоит вам забыть о стрижке, и на ней тут же распустятся цветы. А дафнии? Многие поколения подряд они размножаются бесполо: вся популяция состоит их самок, дающих начало другим самкам и не спаривающихся друг с другом. Но количество особей растет, пруд сохнет — и у некоторых дафний рождаются самцы. Последние скрещиваются с другими самками, а те производят «зимнюю икру», падающую на дно водоема и вновь оживающую весной. Дафнии могут включать и выключать способность к скрещиванию, и это наводит на мысль, что у полового размножения может быть какая-то более приземленная задача, кроме «помощи эволюции в том, чтобы она происходила». Похоже, размножаться так есть резон и для отдельного индивида — по крайней мере, в определенный сезон.
Итак, загадка так и остается неразрешенной. Скрещивание полезно для вида, но вредно для особи. Индивиды могли бы отказаться от него и мгновенно опередить своих размножающихся половым путем соперников. Но они так не делают. Половой процесс должен каким-то волшебным образом «окупать себя» для особи так же, как и для вида. Как?